- •Гидравлика открытых потоков
- •Оглавление
- •Введение
- •1.2. Измерение поверхностной скорости открытого потока с помощью поплавков Краткие теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Основные расчетные зависимости
- •2.2. Водослив с тонкой стенкой (подтопленный) Порядок выполнения работы
- •2.3. Водослив с широким порогом (неподтопленный) Цель работы
- •Основные расчетные зависимости
- •Порядок выполнения работы
- •2.4. Водослив с широким порогом (подтопленный)
- •2.5. Истечение жидкости через водослив практического профиля (неподтопленный) Порядок выполнения работы
- •2.6. Истечение жидкости через водослив практического профиля (подтопленный) Порядок выполнения работы
- •Работа №3 Гидравлический прыжок и сопряжение бьефов Краткие теоретические сведенья
- •3.1. Отогнанный гидравлический прыжок Порядок выполнения работы
- •3.2. Затопленный гидравлический прыжок Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •5.1. Ламинарная фильтрация
- •5.2. Описание прибора Дарси и методики измерения коэффициента фильтрации
- •Порядок выполнения работ
- •Библиографический список
- •Гидравлика открытых потоков
- •394006 Г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Порядок выполнения работы
1. В лоток устанавливается затвор шириной b=29см и замеряется величина его отверстия а.
2. Пропускается расход воды Q, определяемый тарировочной мерного треугольного водослива.
3. С помощью щита в конце лотка устанавливается отогнанный гидравлический прыжок и измеряются глубины Н- перед затвором и hc примерно на расстоянии а за затвором.
4. Поднятием щита в конце лотка устанавливается затопленный гидравлический прыжок и измерения повторяются.
5. По формулам (41) и (42) вычисляются значения коэффициентов расхода для обоих случаев и сопоставляют полученные значения со справочными данными. Опытные и расчетные данные заносятся в табл.13.
Таблица 13
Результат измерений и вычислений
Наименование измеренных величин |
Обозначения, размерность измерений |
Значения вычислений |
Высота отверстия Сжатая глубина после затвора Глубина потока после затвора для затопленного истечения Глубина потока перед затвором Напор на мерном водосливе Напор перед затвором с учетом Расход жидкости Коэффициент расхода |
а, см hс, см h2, см
Н, см Нм, см Н0, см Q, л/с
|
|
Работа №5
Определение коэффициента фильтрации песчаного грунта
на приборе Дарси
Цель работы
Определение коэффициентов фильтрации опытным и экспериментальным путем.
Теоретические сведения
Движение жидкости в пористой среде называется фильтрацией. Движение грунтовых вод можно рассматривать как частный случай фильтрации.
Фильтрационные свойства грунтов различны. По способу фильтровать влагу грунты можно разделить на следующие типы:
Однородные, имеющие одинаковые свойства в различных точках своего объема;
Неоднородные, имеющие различные свойства в различных точках своего объема;
Изотопные, у которых фильтрующие свойства не зависят от направления движения грунтовых вод;
Анизатопные, у которых проницаемость различна в разных направлениях.
Фильтрация грунтовых вод может происходить в безнапорном и напорном режимах.
При безнапорном движении грунтовых вод поток имеет свободную поверхность (депрессионная поверхность) с постоянным давлением на ней (как правило, атмосферным давлением).
Для напорного движения грунтовых вод характерно, что поток сверху ограничен водопроницаемым грунтом. Давление в жидкости обычно превышает атмосферное.
В зависимости от природы фильтрующего грунта режим движения грунтовых вод может быть ламинарным и турбулентным. Так, в песчаных и глинистых грунтах наблюдается ламинарная фильтрация, а в галечнике, каменной наброске- турбулентная.
5.1. Ламинарная фильтрация
В 1855 г. французский инженер Дарси, изучая установившееся равномерное движение грунтовых вод, установил, что расход Q, фильтрующийся через слой грунта воды, прямо пропорционален площади фильтрации и гидравлическому уклону:
(43)
где Q - расход;
k - коэффициент фильтрации - величина, характеризующая фильтрационные свойства фильтров; он имеет размерность скорости и числено равен скорости фильтрации при i=1.
I - гидравлический уклон;
- площадь фильтра.
Исходя из того, что и разделив левую и правую части формулы (43) на , получим
(44)
Формула (44) называется основным законом фильтрации и формулой Дарси.
Формула (43) выражает закон ламинарной фильтрации, который имеет место в мелкозернистых грунтах при условии, что Re≤ Re кр.= 4-12. При нарушении этого условия для крупнозернистых пород имеется в виду турбулентная фильтрация, когда для области квадратичного сопротивления получается, что потери напора на единицу длины потока пропорциональны квадрату скорости.